Аппроксимация спектра поглощения фосфида индия в контексте моделирования процесса очувствления

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрены фундаментальные свойства фосфида индия, легированного теллуром и впоследствии компенсированным медью. Представлены данные о существовании 4-х качественных картин эмпирических спектров фотопроводимости InP: Cu в собственной области. Указаны работы с полуэмпирической аппроксимацией фотопроводимости очувствленных образцов InP: Cu. Отмечено, что фотопроводимость IФ(α(ћω)) аналитически аппроксимировалась, как функция экспериментально-полученной спектральной зависимости коэффициента поглощения фосфида индия. Предложено пять аппроксимирующих функций с целью получения аналитической зависимости коэффициента поглощения фосфида индия α(ћω). Получено 5 зависимостей с различными значениями среднеквадратичного отклонения. На основании аналитических зависимостей произведено моделирование полной аналитической зависимости IФ(α(ћω)). Аналогично, получено 5 зависимостей, охарактеризованных соответствующим значением среднеквадратичного отклонения. Построено 5 нестационарных поверхностей фотопроводимости IФ (как функции двух переменных: коэффициента поглощения, как функции от энергии фотонов и времени выдержки образца при нормальных условиях). Сделан вывод о выборе наиболее математически точной и имеющей физический смысл аппроксимирующей функции α(ћω). Соответственно, показано, что эта зависимость является оптимальной для получения на ее основе (включения этой зависимости в структуру IФ = f(α) и α = f(ћω)) полного аналитического описания процесса фотопроводимости. Показано, что последующие исследования могут быть направлены на объяснение физических основ фотопроводимости в коротковолновой области фундаментальных переходов фосфида индия, а также исследования способов воздействия на поверхностный слой InP: Cu, с целью ее очувствления и стабилизации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ф. В. Макаренко

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова

Автор, ответственный за переписку.
Email: philipp@mail.ru
Россия, Воронеж

В. К. Зольников

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова

Email: philipp@mail.ru
Россия, Воронеж

А. И. Заревич

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова

Email: philipp@mail.ru
Россия, Воронеж

Н. Ю. Заленская

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова

Email: philipp@mail.ru
Россия, Воронеж

А. В. Полуэктов

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова

Email: philipp@mail.ru
Россия, Воронеж

Список литературы

  1. Макаренко Ф.В. Особенности спектров собственной фотопроводимости в высокоомном фосфиде индия с примесями Сu и Fe [Текст]: дис. … канд. физ. — мат. наук: 01.04.07: защищена 23.12.08 / Ф.В. Макаренко. Воронеж, 2008. 161 с. Библиогр.
  2. Мельник В.А. Влияние комбинированного возбуждения на фотопроводимость фосфида индия, компенсированного медью [Текст]: дис. … канд. физ. — мат. наук: 01.04.07: защищена 02.12.08 / В.А. Мельник. Воронеж, 2008. 127 с. Библиогр.
  3. Особенности спектров собственной фотопроводимости в фосфиде индия, компенсированном медью / Ф.В. Макаренко, Н.Н. Прибылов, С.И. Рембеза, В.А. Мельник // ФТП. 2008. Т. 42. № 5. С. 542–545.
  4. Specific features of intrinsic photoconductivity spectra of cooper-compensated indium phosphide / Ph.V. Makarenko, S.I.. Rembeza, V.A. Mel’nik, N.N. Pribylov // Semiconductors. 2008. Т. 42. № 5. С. 528–530.
  5. Прибылов Н.Н., Рембеза С.И., Сустретов А.А. Амфотерное поведение меди в фосфиде индия. // ФТП. 1994. Т. 28. Вып. 3. С. 467–471.
  6. Ковалевская Г.Г., Клотыньш Э.Э., Наследов Д.Н., Слободчиков С.В. Некоторые электрические и фотоэлектрические свойства InP, легированного медью. // ФТТ, 1966. Т. 8. Вып. 8. С. 2415–2419.
  7. Ковалевская Г.Г., Наследов Д.Н., Сиукаев Н.В., Слободчиков С.В. Спектральная фоточувствительность InP n-типа. // ФТТ, 1966. Т. 8. Вып. 2. С. 475–477.
  8. Кирсон Я.Э., Клотыньш Э.Э., Круминя Р.К. Компенсация доноров в фосфиде индия медью // ФТП, 1988. Т. 22. Вып. 3. С. 565. Деп. в ВИНИ-ТИ, № Р-4319/87.
  9. Негрескул В.В., Руссу Е.В., Радауцан С.И., Чебан А.Г. Излучательная рекомбинация в легированных кристаллах фосфида индия // ФТП, 1975. Т. 9. Вып. 5. С. 893–900.
  10. Дахно А.Н., Емельяненко О.В., Лагунова Т.С., Метревели С.Г. Влияние компенсации на проводимость по примесям в n-InP при промежуточном легировании. // ФТП. 1976. Т. 10. Вып. 4. С. 677–682.
  11. Витовский Н.А., Лагунова Т.С., Рахимов О. Взаимодействие точечных собственных дефектов в фосфидах индия n-типа со скоплениями акцепторов. // ФТП. 1984. Т. 18. Вып. 9. С. 1624–1628.
  12. Ковалевская Г.Г., Алюшина В.И., Слободчиков С.В. О низкочастотных колебаниях тока в In P. // ФТП. 1975. Т. 9. Вып. 11. С. 2125–2128.
  13. Kullendorff N., Jansson L., Ledebo L-A. Copper-related depp level defects in III–V semiconductors // J. Appl.Phys. 1983. V. 56. N 6. P. 3203–3212.
  14. Skolnick M.S., Dean P.J., Pitt A.D., Uihlein Ch., Krath H., Deveaud B., Foulkes E.J. Optical properties of copper-related centers in In P. // J. Phys. C: Sol. St. Phys. 1983. V. 16. P. 1967–1985.
  15. Jyh-Chwen Lee, Milnes A.G., Schlesinger T.E. Quenching of band-edge photoluminescence in InP by Cu. // Phys.Rev.B. 1986. V. 34. N 10. P. 7385–7387.
  16. Сушков С.А. Примесные состояния меди в фосфиде индия. Автореф. канд. дисс. Воронеж, 1999.
  17. Москвичев А.В. Эффекты инфракрасного гашения и сенсибилизации собственной фотопроводимости в фосфидах галлия и индия, легированных медью. Автореф. канд. дисс. Воронеж, 2002.
  18. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем: Учеб. пособие для студентов вузов. 2-е изд., переаб. и доп. М.: Высш. школа, 1979. 367 с., ил.
  19. Мельник В.А., Прибылов Н.Н., Макаренко Ф.В., Рембеза С.И. Влияние примесного излучения на собственную фотопроводимость фосфида индия, компенсированного медью \\ О 62 Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы: Труды X международной конференции. Ульяновск: УлГУ, 2008. С. 52
  20. Анализ спектров фотопроводимости полупроводниковых соединений AIIIBV / Ф.В. Макаренко, К.В. Зольников, В.А. Скляр, А.В. Ачкасов // Моделирование систем и процессов. Воронеж, Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова, 2015. Т. 8. № 2. С. 17–18.
  21. Исследование влияния силы тока на изменение длины волны, соответствующей максимуму излучения индикатора красного цвета свечения / Ф.В. Макаренко, М.И. Черных, К.В. Зольников, В.Н. Макаренко // Моделирование систем и процессов. Воронеж, Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова. 2018. Т. 11. № 3. С. 39–44.
  22. Сужение спектра излучения GaAs светодиода за счет применения светофильтра InP (Ag) / Ф.В. Макаренко, А.В. Арсентьев, К.В. Зольников // Моделирование систем и процессов. Воронеж, Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова. 2020. Т. 13. № 4. С. 32–38.
  23. Механизмы удаления оксидов с поверхности InP при прогреве в потоке мышьяка / Д.В. Дмитриев, Д.А. Колосовский, А.И. Торопов, К.С. Журавлев // Автометрия. 2021. Т. 57, № 5. С. 11–17.
  24. Агаев В.В. Электрические свойства эпитаксиальных пленок INP, выращенных на полуизолирующих подложках / В.В. Агаев, Г.И. Яблочкина, Ф.К. Агаева // Труды СКГМИ (ГТУ). 2022. № 29. С. 23–26.
  25. Дрейманис Э.А., Кирсон Я.Э., Клотыньш Э.Э., Круминя Р.К. Изучение влияния меди на электрофизические свойства фосфида индия. // Изв. АН Латв.ССР: Сер. физ. и техн. н. 1986. № 2. С. 19–25.
  26. Substitution of Phosphorus at the InP(001) Surface Upon Annealing in an Arsenic Flux / D.V. Dmitriev, D.A. Kolosovsky, E.V. Fedosenko [et al.] // Semiconductors. 2022.
  27. TO-phonon anisotropies in a highly doped InP (001) grating structure / L.D. Espinosa-Cuellar, L.F. Lastras-Martínez, R.E. Balderas-Navarro [et al.] // Applied Physics Letters. 2021. V. 119. No. 14. P. 141102.
  28. Chen P.R. Roles of alcohols and existing metal ions in surface chemistry and photoluminescence of InP cores / P.R. Chen, K.Y. Lai, H.S. Chen // Materials Advances. 2021. V. 2. No. 18. P. 6039–6048.
  29. InP nanowire light-emitting diodes with different pn-junction structures / S. Kimura, H. Gamo, Y. Katsumi [et al.] // Nanotechnology. 2022. V. 33, No. 30. P. 305204.
  30. Nanoengineering InP Quantum Dot-Based Photoactive Biointerfaces for Optical Control of Neurons / O. Karatum, R. Melikov, S.B. Srivastava [et al.] // Frontiers in Neuroscience. 2021. V. 15. No. APR. P. 652608.
  31. Ультрамягкая рентгеновская эмиссионная и инфракрасная спектроскопии в исследовании функциональных наноразмерных пленок на InP / И.Я. Миттова, К.А. Барков, В.А. Терехов [и др.] // Неорганические материалы. 2021. Т. 57, № 12. С. 1330–1336.
  32. Новые материалы на основе систем InP-CdTe, CdS-CdTe. Их сравнительные свойства / И.А. Кировская, П.Е. Нор, А.О. Эккерт [и др.] // Материаловедение. 2023. № 1. С. 21–27.
  33. Изготовление электрооптических модуляторов на основе InP для ВОЛС и проведение автоматизированного визуального контроля их поверхности на предмет наличия дефектов / Ю.А. Шурыгин, С.В. Ишуткин, Б.В. Ширяев, Ю.С. Жидик // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2022. Т. 25, № 3. С. 21–27.
  34. Определение потока и энергии активации десорбции фосфора при отжиге в потоке мышьяка подложки InP(001) в условиях молекулярно-лучевой эпитаксии / Д.А. Колосовский, Д.В. Дмитриев, С.А. Пономарев [и др.] // Физика и техника полупроводников. 2022. Т. 56. № 7. С. 646–650.
  35. Мощные СВЧ-фотодиоды на основе гетероструктур InAlAs/InGaAs, синтезируемых методом молекулярно-лучевой эпитаксии / К.С. Журавлев, A.M. Гилинский, И.Б. Чистохин [и др.] // Журнал технической физики. 2021. Т. 91, № 7. С. 1158–1163.
  36. Оптические и электронные свойства пассивированных поверхностей InP(001) / П.А. Дементьев, Е.В. Дементьева, Т.В. Львова [и др.] // Физика и техника полупроводников. 2021. Т. 55, № 8. С. 644–648.
  37. Особенности спектров собственной фотопроводимости в фосфиде индия, легированном железом / Ф.В. Макаренко, Н.Н. Прибылов, В.А. Мельник // Вестник ВГТУ. 2007. Т. 3. № 11. С. 137–138.
  38. Влияние обработки поверхности на фотопроводимость InP: Cu в собственной области / Ф.В. Макаренко, С.И. Рембеза, Н.Н. Прибылов, В.А. Мельник / Тез. докл. международной научной конф. “Актуальные проблемы физики твердого тела”, 23–26 октября 2007 г. Минск.: Изд-во БГУ, 2007. С. 85–86.
  39. Моделирование релаксации дополнительного пика фотопроводимости InP: Cu / Ф.В. Макаренко, В.А. Мельник, А.А. Кожевников // Тез. докл. международной научной конф. “Компьютерные технологии в технике и экономике”, 21–22 мая 2007. Воронеж.: Изд.-во Междунар. ин-та компьют. технологий, 2007. С. 58–62.
  40. Обработка спектров поглощения полупроводников, полученных на спектрометре СДЛ-2 / Плотникова Е.Ю., Макаренко Ф.В. // 49 научно-техническая конференция преподавателей и студентов ВГТУ “Микроэлектроника” Секция № 1 “Физические свойства материалов и элементов электронной техники” Воронеж 20–23 апреля 2009 г. C. 16.
  41. С. Зи. Физика полупроводниковых приборов (М., Мир, 1984) кн. 2, с. 341
  42. Суэмацу Я., Катаока С., Кисино К., Кокубун Я., Судзуки Т., Исии О., Енэдзава С. Основы оптоэлектроники: Пер. с яп. — М.: Мир, 1988. О75 288 с., ил. с. 89
  43. Потапович Н.С. Фотоэлектрические преобразователи узкополосного излучения на основе гетероструктур InGaAsP/InP / Н.С. Потапович, М.В. Нахимович, В.П. Хвостиков // Физика и техника полупроводников. 2021. Т. 55, № 11. С. 1091–1094.
  44. Взаимосвязь электронной и атомной структуры пассивированных поверхностей n-InP(100) / М.В. Лебедев, Т.В. Львова, А.Н. Смирнов [и др.] // Физика и техника полупроводников. 2022. Т. 56, № 7. С. 659–666.
  45. Мордвинова Н.Е. Коллоидные квантовые точки фосфида индия, легированные цинком [Текст]: дис. … канд. хим. наук: 02.00.01: защищена 03.03.17 / Н.Е. Мордвинова. Москва, 2017. 158 с. Библиогр.
  46. Moss T.S. Semiconductor Opto-Electronics [Текст]: учеб.-моногр. пособие (исправленное)/ T.S. Moss, G.J. Burrell, B. Ellis. Оксфорд, 2013. 454 с.
  47. Агекян В.Ф. Основы фотоники полупроводниковых кристаллов и наноструктур [Текст]: учеб.-мет. пособие / В.Ф. Агекян; Санкт-Петербургский гос. ун-т, Физ. фак., Каф. физики твердого тела. Санкт-Петербург: Соло, 2007. 132 с.
  48. Ансельм А.И. Введение в теорию полупроводников [Текст]: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по физическим и техническим направлениям и специальностям / А.И. Ансельм. Изд. 3-е, стер. Санкт-Петербург [и др.]: Лань, 2008. 618 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Кристаллическая решетка InP

Скачать (254KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Объемная зонная структура InP

Скачать (171KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Аппроксимация коэффициента поглощения InP: Cu исходя из представления “Прямых разрешенных переходов” с допущением в длинноволновой части спектра

Скачать (133KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Аппроксимация коэффициента поглощения InP: Cu исходя из представления “Прямых запрещенных переходов” с допущением в длинноволновой части спектра

Скачать (130KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Аппроксимация коэффициента поглощения InP: Cu для степени “6/2” с допущением в длинноволновой части спектра

Скачать (133KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Аппроксимация коэффициента поглощения InP: Cu для двух областей поглощения (1.3 эВ и 1.346 эВ) с допущением в длинноволновой части спектра

Скачать (125KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Аппроксимация коэффициента поглощения InP: Cu для линий (1.25; 1.3 и 1.36 эВ)

Скачать (125KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Аналитический спектр фотопроводимости образца InP: Cu исходя из представления “Прямых разрешенных переходов”

Скачать (167KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Аналитический спектр фотопроводимости образца InP: Cu исходя из представления “Прямых запрещенных переходов”

Скачать (168KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Аналитический спектр фотопроводимости образца InP: Cu для степени “6/2”

Скачать (153KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Аналитический спектр фотопроводимости образца InP: Cu для двух областей поглощения (1.3 эВ и 1.346 эВ)

Скачать (168KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Аналитический спектр фотопроводимости образца InP: Cu для линий (1.25; 1.3 и 1.36 эВ)

Скачать (167KB)
Метаданные
14. Рис. 13. IФ(α(ћω), t) InP: Cu исходя из представления “Прямых разрешенных переходов”

Скачать (433KB)
Метаданные
15. Рис. 14. IФ(α(ћω), t) InP: Cu исходя из представления “Прямых запрещенных переходов”

Скачать (395KB)
Метаданные
16. Рис. 15. IФ(α(ћω), t) для степени “6/2”

Скачать (415KB)
Метаданные
17. Рис. 16. IФ(α(ћω), t) InP: Cu для двух областей поглощения (1.3 эВ и 1.346 эВ)

Скачать (447KB)
Метаданные
18. Рис. 17. IФ(α(ћω), t) InP: Cu для линий (1.25; 1.3 и 1.36 эВ)

Скачать (433KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024